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走出质数的迷惑

最近多多跟质数较上劲儿了,这是怎么一回事呢?

我们都知道,质数就是在所有比1大的正整数中,除了1和它本身以外,不再有别的因数的整数,质数又叫作素数。可这终归只是文字上的解释而已。能不能有一个代数式,规定用字母表示的那个数为规定的任何值时,所代入的代数式的值都是质数呢?这正是多多纠结的地方……

莫名其妙的质数

质数的分布是没有规律的,往往让人莫名其妙。如:101、401、601、701都是质数,但是301(7×43)和901(17×53)却是合数。

多多做了这样的验算:12+1+41=43,22+2+41=47,32+3+41=53……于是就可以有这样一个公式:设一个正数为n,则n2+n+41的值一定是一个质数。这个式子一直到n=39时,都是成立的。但n=40时,其式子就不成立了,因为402+40+41=1681=41×41。

被称为“17世纪最伟大的法国数学家”的费马,也研究过质数的性质。他发现,设 则当n分别等于0、1、2、3、4时,Fn分别得到3、5、17、257、65537,都是质数,由于F5太大(F5=142-9-2967-297),他没有再往下检测就直接猜测:对于一切自然数,Fn都是质数。但偏偏就在F5上出了问题!

费马死后67年,25岁的瑞士数学家欧拉证明:F5=142-9-2967-297=641×6700417,并非质数,而是合数。

更加有趣的是,以后的Fn值,数学家再也没有找到哪个Fn的值是质数,全部都是合数。目前由于平方开得较大,因而能够证明的也很少。现在数学家们取得Fn的最大值为:n=1495。这可是个超级天文数字,其位数多达1010584位,当然它尽管非常之大,但也不是质数。质数和费马开了个大玩笑!

梅森数的诞生

17世纪还有位法国数学家叫梅森,他曾经做过一个猜想:设Mp=2 p -1,当p是质数时,2 p -1也是质数。

他验算出了:当p=2、3、5、7、17、19时,所得代数式的值都是质数。

后来,欧拉证明p=31时,2 p -1是质数。p=2,3,5,7时,Mp都是质数,但M11=2047=23×89不是质数。

还剩下p=67、127、257三个梅森数,由于太大,长期没有人去验证。

梅森去世250多年后,美国数学家科勒证明:

267-1=193-7-0772-1×761-8-3825-7287,是一个合数。这是第九个梅森数。

20世纪,人们先后证明:第10个梅森数是质数,第11个梅森数是合数。

质数排列得这样杂乱无章,也给人们寻找质数规律造成了困难。

现在,数学家找到的最大的梅森数是一个有9808357位的数:232-5-8265-7-1。

数学虽然可以找到很大的质数,但质数的规律还是无法找到。 FbVs9zlSPoFNAeUenhpAsYN0zBaW58+FFekBZVC4j5e/sNsXU2N9xEX3WgYRZuo5

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